有关空气中挥发性有机物污染防控技术研究

有关空气中挥发性有机物污染防控技术研究

王慧

欧宜检测认证服务（苏州）有限公司 江苏 苏州 215000

摘要：本文主要探讨了空气中挥发性有机物污染的防控技术研究，首先介绍了挥发性有机物的危害，然后对各种防控技术进行了详细的介绍和比较，包括催化燃烧技术、活性炭吸附技术、低温冷凝技术、光催化技术和膜分离技术等，这些技术在实际应用中取得了一定的效果，但仍存在一些问题和挑战，最后提出了未来防控技术的发展方向和展望。

关键词：空气挥发性；有机物污染；防控技术

引言

随着工业化和城市化进程的快速发展，空气中挥发性有机物（VOCS）的排放量不断增加，给环境和人类健康带来了严重威胁。因此，对VOCS污染的防控技术研究显得尤为重要，本文旨在全面梳理和总结现有的VOCS防控技术，以期为实际应用提供指导和借鉴，通过探讨各种技术的原理、优缺点及应用情况，深入了解各种技术在VOCS防控中的实际效果和潜在问题，以期推动技术的进一步发展和完善。

一、挥发性有机物的危害

挥发性有机物（VOCS）的主要来源包括天然源和人为源。天然源包括森林、草原、海洋等植物排放，火山喷发，以及森林草原火灾等，人为源则可分为固定源、流动源和无组织排放源三类。挥发性有机物的危害是多方面的，不仅对人类健康产生影响，也对环境造成严重的负面影响，因此，应采取有效的防控措施，减少挥发性有机物的排放，保护环境和人类健康。首先，对人体健康产生的危害，VOCS释放出来的气味刺鼻呛鼻，具有刺激性和毒性，如果过多吸入这种气体，可能会损害人的呼吸道，引发头痛、恶心呕吐、乏力等症状，严重时会出现抽搐、昏迷，并可能损害人的肝部、肾脏功能、大脑和中枢神经系统，导致记忆力下降等严重后果，VOCS中含有的某些化合物具有致癌性、致畸性和致基因突变性，对人体健康危害极大。其次，对环境的危害：VOCS会对自然环境产生明显的危害，如引起雾霾污染、破坏臭氧层、导致全球变暖等，VOCS是形成细颗粒物（PM2.5）、臭氧（O3）等二次污染物的重要前体物，进而引发灰霾、光化学烟雾等大气环境问题，并且VOCS还会影响农作物生长，甚至导致农作物死亡。为了防控空气中挥发性有机物的污染，可以采取一系列技术措施：对工业废气进行治理，推广使用环保型的建筑和装饰材料，加强汽车尾气治理等，并且要加强环境监测和监管，提高公众环保意识，也是防控VOCS污染的重要措施[1]。

二、挥发性有机物污染防控现状

VOCS的排放源众多，涉及多个行业和领域，有石油化工、印刷、制药、油漆涂料、家具制造、橡胶制品制造、塑料制品制造等，这些行业的企业在生产过程中会产生大量的VOCS，而一些企业缺乏有效的治理措施，导致VOCS的排放超标。VOCS治理技术虽然已经取得了一些进展，但实际应用中仍然存在一些问题，如吸附技术、吸收技术、冷凝技术等传统技术在实际应用中存在处理效率不高等问题，一些新型的VOCS治理技术，虽然具有较好的处理效果，但成本较高，推广应用受到限制。监管力度不够也是当前VOCS污染防控面临的问题之一，一些地区的环保部门监管力量不足，对企业的日常监管和监测不够严格，导致一些企业存在偷排、超标排放等行为，并且一些地方还存在执法不严、违法成本低等问题，对企业缺乏有效的制约和威慑。除此之外，社会公众对VOCS的认知度有限，缺乏环保意识，一些居民在装修、家具制作等方面选择低质量的材料，增加了室内VOCS的浓度，还有一些公众对VOCS的危害认识不足，缺乏自我保护意识[2]。

三、挥发性有机物污染防控技术探讨

（一）催化燃烧技术

挥发性有机物（VOCS）的催化燃烧技术是一种利用催化剂促进有机物在高温下氧化反应的净化技术，这种技术利用催化剂的催化作用，使有机废气在较低的温度下完全燃烧，分解成无害的二氧化碳和水，从而达到净化废气的目的。催化燃烧技术是在较低的温度下进行，不会产生高温火焰，因此安全性较高；催化燃烧技术可以处理大部分的有机废气，净化效率高；催化燃烧技术需要的温度较低，因此能源消耗较低；催化燃烧技术可以将有机废气完全燃烧，生成无害的二氧化碳和水，不会产生二次污染，在实际应用中，催化燃烧技术需要选择合适的催化剂，控制废气与催化剂的接触时间和温度，以及控制废气的浓度和流量等参数，以保证净化效果，此外还需要注意防止催化剂中毒、堵塞等问题，保证催化剂的活性和寿命。

（二）低温等离子技术

低温等离子技术是一种处理挥发性有机物（VOCS）的有效方法，主要利用等离子体中的高能电子和活性粒子，使VOCS分子在较低的温度下被有效地氧化分解成无害的物质，低温等离子技术能够有效地处理各种VOCS，包括难以处理的复杂有机分子；可以应用于各种类型的VOCS排放源；能够将VOCS彻底分解为无害物质，不会产生二次污染；低温等离子技术设备简单，操作方便，此外，低温等离子技术需要选择合适的反应器结构、电源类型和操作参数，以保证处理效果

[3]。

（三）活性炭吸附技术

活性炭吸附技术是一种广泛应用的VOCS处理技术，活性炭是一种多孔性的炭基吸附剂，具有发达的孔隙结构和大的比表面积，可以有效地吸附VOCS气体。活性炭吸附技术对多种VOCS都有较好的吸附效果，可以处理各种类型的VOCS排放源，能够将VOCS降低到较低的浓度水平，满足环保要求，此外，活性炭经过再生后可以重复使用，降低了处理成本。但是在实际使用中，要注意一些问题：选择活性炭时，应选择具有高比表面积、发达的孔隙结构、吸附性能好的活性炭；设计吸附床时，应合理设计吸附床的结构和尺寸，保证气流均匀分布，避免出现死角和短路现象；优化操作参数，应选择合适的吸附温度、湿度、流量等参数，以保证吸附效果；活性炭需要定期进行再生或更换，以保证其吸附性能；选择合适的后处理技术，如热解吸、催化燃烧等，对吸附饱和后的活性炭进行处理，防止二次污染。

（四）低温冷凝技术

低温冷凝技术是一种处理挥发性有机物（VOCS）的方法，该技术利用低温下气体分子的冷凝性质，将废气中的有机组分冷凝成液态或固态，从而分离出来，低温冷凝技术通常采用低温制冷剂，如液氮、液氦等，将气体温度降低到接近绝对零度，从而有效地吸附和分离挥发性有机物。低温冷凝技术具有处理效率高、适用范围广、安全可靠等优点，但是在实际应用中，低温冷凝技术需要注意几个方面：选择合适的低温制冷剂；合理控制冷凝温度，以保证最佳的处理效果；选择合适的后处理技术。总之，低温冷凝技术是一种有效的挥发性有机物污染防控技术，具有广泛的应用前景。

（五）光催化技术

光催化技术是一种利用光能分解有机污染物的技术，该技术利用特定波长的光线照射光催化剂，使光催化剂激发电子，产生具有强氧化性的自由基，将有机物大分子氧化或还原成二氧化碳、水等小分子有机物。光催化技术利用光能将有机污染物分解成无害的小分子有机物，不会产生二次污染，该技术可以应用于各种类型的有机污染物处理，能够将有机污染物在较低的浓度下分解成无害的小分子有机物，处理效率高，此外，光催化技术只需要特定波长的光线照射即可进行分解反应，能源消耗低。但是在使用过程中，需要注意几个方面，首先是光催化剂的选择，应选择具有高光催化活性的光催化剂。其次，光源的选择，应选择具有合适波长的光线。再次，反应条件的控制，应合理控制反应温度、湿度等参数，以保证最佳的处理效果。最后，防止光催化剂中毒，应避免光催化剂与有害物质接触，防止中毒影响光催化活性。

（六）膜分离技术

膜分离技术是一种利用半透膜对不同粒径分子的混合物进行选择性分离的技术，在膜分离过程中，半透膜使混合物的不同组分以分子为单位进行分离，从而实现混合物的提纯、浓缩和净化。膜分离技术可以在常温下进行，且处理过程中不需要相变，因此具有较高的分离效率和纯化效果，并且该技术通常在较低的操作压力下进行，所以能源消耗较低。膜分离技术适用于多种领域，如食品工业、制药工业、环保工程等，在食品工业中，膜分离技术可用于果汁的浓缩和净化、乳制品的加工和提纯等；在制药工业中，膜分离技术可用于药物的提取、分离和纯化；在环保工程中，膜分离技术可用于废水的处理和回用、空气的净化等。总之，膜分离技术是一种高效、节能、环保的分离技术，随着科技的不断进步，膜分离技术将继续发展，为人类的生产和生活带来更多的便利和效益。

四、挥发性有机物（VOCS）污染的防控策略

（一）源头控制

源头控制即从源头减少或避免VOCS产生。对现有的VOCS污染企业，主要做好排查工作，实施分类处置：列入淘汰类的，依法依规予以取缔；列入搬迁、升级改造类的，按照相关整治提升政策要求，实施改造。对于拟建VOCS污染企业，主要从政策层面入手，提高行业环境准入门槛，同时严格环境执法管理。在机动车方面，主要严格实施机动车强制报废标准，淘汰到期的老旧机动车，同时推广新能源和清洁能源汽车，倡导绿色出行和环保驾驶。

（二）过程控制

过程控制主要针对在产VOCS污染企业，大体从生产工期、生产场所、设备技术、管理制度以及员工素质等方面进行控制。在生产工期方面，针对夏秋季、冬季不同大气污染情况，提出行业错峰生产要求，引导企业合理安排生产工期，降低对大气环境质量的影响；在生产场所方面，加强密闭和通风措施，防止VOCS外泄；在设备技术方面，采用先进的生产设备和工艺，减少VOCS的产生和排放；在管理制度方面，建立健全的环保管理制度和操作规程，确保企业的正常生产和环保设施的正常运行；在员工素质方面，加强员工环保意识和操作技能的培训，提高员工对VOCS防控工作的重视和参与度。

（三）末端治理

末端治理即通过技术手段对已经产生的VOCS进行治理，治理措施如下：

吸附技术：利用吸附剂吸附VOCS，然后通过再生手段将其中的有机物回收或去除。

吸收技术：利用吸收剂吸收VOCS，然后通过分离手段将其中的有机物分离出来。

冷凝技术：通过降低温度使VOCS凝结成液体，然后进行收集和处理。

催化燃烧技术：利用催化剂将VOCS氧化成二氧化碳和水，实现VOCS的去除。

光催化技术：利用光能将VOCS氧化成二氧化碳和水等无害物质。

膜分离技术：利用膜的渗透性将VOCS与空气分离，实现VOCS的去除。

以上是从三个方面对挥发性有机物（VOCS）污染的防控技术措施展开描述，在实际应用中，需要根据企业的实际情况和VOCS的种类选择合适的防控技术。

结语

空气中挥发性有机物污染防控是一个长期而艰巨的任务，需要我们不断探索和创新，现有的防控技术虽然取得了一定的效果，但仍存在一些问题和挑战，未来，我们需要进一步加强研究，开发更加高效、环保、节能的防控技术，为保护人类健康和生态环境做出更大的贡献，这一过程中，也需要加强监管和执法力度，提高企业和公众的环保意识，共同推动空气质量的改善。

参考文献

[1]范凤阁. 交通干道空气中挥发性有机物污染防控技术研究 [J]. 环境科学与管理, 2023, 48 (10): 111-115.

[2]叶菡韵,吕一铮,卢皓等. 精细化工园区VOCS全过程污染防控策略 [J]. 化工环保, 2022, 42 (06): 758-765.

[3]康红勃. 西安高新区工业企业VOCS污染特征及防控建议 [J]. 广东化工, 2022, 49 (13): 126-128.